[发明专利]制造接触件的方法及装置

说明书

本发明涉及一种按照权利要求1及13的前序部分所述的接触件的制造方法及装置。

在开关操作期间必定产生电弧的接触件，必须满足几个条件。首先，当开关闭合时，接触件必须具有足够高的电导率，其次，当出现开关电弧时接触件不允许太快地受腐蚀，以使开关装置具有足够高的寿命。在气体绝缘的高电压功率开关中，接触装置可以分成传导额定电流的接触件，及传导电弧的接触件，因此该接触件必须是耐烧损的。而在真空开关中不能设置传导额定电流的接触件，所以单一的接触件装置不仅必须传导额定电流，而且还要传导电弧。

当在真空腔内进行断开操作时，在某些电流强度下形成的所谓的收缩电弧，该电弧由于接触件的适当造型处于旋转状态下，因此接触材料的烧损可以保持低的水平。尽管如此，相对着的接触件的表面仍必须使用耐烧损的材料制成，以使接触件的如上所述的侵蚀保持微小。

在过去，真空开关的接触器件是由两个或更多个金属另件制成的，其中一个主要是由铬组成的烧结金属结构，是用铜浸渍的，这样就形成一种铬--铜合金接触体。通常大规模工业化生产也可以由相应金属粉末的混合物用粉末冶金方法制造这样的铬铜触点，在此情况下所形成的接触件完全由该混合物组成。

因为耐烧损材料，例如铬，比铜具有较小的电导率，所以人们致力于尽量降低在整个接触件中的铬含量，其已经以极不相同的方式实现了。例如，可以在基体上加一层复合金属接触片，例如德国专利DE 3107688已经公开了一种用等离子体喷镀方法形成表面涂层。

德国专利DE 3541584已将一种金属复合材料的制造方法和设备以及由此而制造的配电装置的接触件公布于众。在该接触件情况下，采用适当的能量射束将基体的表面部分地熔化，并将粉末状有效组分加入熔体内，并且掺入到基体材料中。

按照欧洲专利EP 0458922 B1的方法，基体表面也即载体的表面，局部被熔化，并且将添加材料以松散粉末薄层的形式敷在基体表面；结果是存在于粉末薄层中的粉末被浸湿，并且粉末层由局部熔化区域的流体材料所浸渍，因而粉末层的粉末与基体表面紧密结合，并形成所需的表面层。

本发明的任务在于创造一种制造接触件的方法，这种方法容易实施；并能制造出一种接触件，其具有大的导电率，良好的耐电弧腐蚀性以及足够高的机械强度。

按照本发明，此项任务是通过权利要求1中特征部分的特征解决的。

按照本发明将基体和烧结构造重叠地放入一个优先是盘状的模具中，其内加热到高于第一种材料的熔化温度，但是仍低于第二种材料的熔化温度，以使第一种材料熔化并渗入烧结层中。

为了形成烧结构造，第二种材料可以粉末状形式放在或者撒在第一种材料之上。然后为了产生烧结结构将两种材料首先加热到低于第一种材料认熔化温度的烧结温度，然后加热到超过第一种材料的熔化温度。研究表明：尤其是当模具是由钢制成的时候，则铜要润湿钢模的内壁。这样如果粉末量位于与模具边缘相同高度，或者低于模具边缘，则放上的铬铜层要从边缘向内下陷，这样当修整时，需要将整个接触体层的边缘区域通过车削去掉。

基于这样的原因，所以模具装粉末要过满，以使粉末突出于模具的边缘。为了不使粉末横向散落下来，将一个模具环放置在基体上，这样使得粉末在边缘区域呈圆锥形斜面；圆锥角是一个倾斜角，该角取决于粉末的颗粒大小。但无论如何必须选择一个这样的角度，以使得在此区域的粉末不会向外散落下来。

基体在其接触侧也可以呈现一个盘状的凹槽，将第二材料装入其内；凹槽的边缘应当凸出于模具的边缘。    

也存在这样的可能性，为了实现一个盘状的凹槽，将一个由第一种材料制成的圆环放置在基体上，该环接触模具的内壁，例如以粉末状形式的第二种材料位于其内。该环也应当凸出于模具的边缘。

当然还存在这样的可能性，即将第二种材料预先烧结成一块板的形式，换言之，形成生坯，放置在第一种材料之上，这里的预烧结板也应当凸出于模具的边缘。